GSM通话过程分析.docx

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GSM通话过程分析

GSM话务分析

目的：

理解各类号码的意义

理解呼叫处理的有关概念。

了解呼叫的接续流程。

1．编号计划

为了将一个呼叫接至某个移动用户，需要调用相应的实体。

因此要正确寻址，编号计划就非常重要。

1）、移动台号码（MSISDN）。

即手机号码。

MSISDN=CC+NDC+SN（E.164）

CC=国家码。

中国为86。

NDC=国内目的地码。

即网路接入号。

中国移动为139（8、7、、6、5），中

联通为`130。

中国长城为133、134。

SN=客户号码。

2）、国际移动客户识别码（IMSI）

为了在无线路径和整个GSM移动通信网上正确地识别某个移动客户，就必须给移动客户分配一个特定的识别码，这个识别码称为国际移动客户识别码（IMSI），存储在客户识别模块（SIM）卡、HLR、MSC/VLR。

IMSI=MCC+MNC+MSIN（E.212）

MCC=移动国家号码。

中国为460。

MNC=移动网号。

中国移动为00，中国联通为`01。

MSIN=移动客户识别码。

3）、移动客户漫游号码（MSRN）。

被叫用户所归属的HLR知道目前是处于哪一个MSC/VLR业务区，为了提供给入口GMSC一个用于选路由的临时号码，HLR请求被叫所在的MSC/VLR给该被叫分配一个MSRN。

并将此号码送至HLR，HLR收到后再发给GMSC，GMSC根据此号码选路由，将呼叫接至被叫用户目前正在访问的MSC/VLR。

路由一旦建立，此号码就可立即释放。

MSRN=CC+NDC+SN（E.164）

4）、位置区识别码（LAI），用于移动台的位置更新。

LAI=MCC+MNC+LAC

LAC=位置区号码。

5）、全球小区识别码（CGI），用于识别一个位置内的小区。

CGI=MCC+MNC+LAC+CI

CI=小区识别码

6）、MSC/VLR号码13900M1M2M3或13740M1M2M3，在NO.7信令中使用，代表MSC/VLR号码。

7）、HLR号码139H1H2H3000，在NO.7信令中使用，代表HLR号码。

8）、切换号码（HON），为MSRN号码的一部分，在交换局间越局切换时使用。

2、locationupdating的概念及基本原理

手机在IDLE模式下，locationupdating有四种类型：

∙Normallocationupdating

∙IMSIdetach

∙IMSIattach

∙Periodicregistration

客户状态：

移动台客户状态一般处于MS开机（空闲状态）、MS关机和MS忙之一，因此网络需要对三种状态作相应的处理。

2．1、MS开机。

（IMSIattach）

网络对它作“附着”标记。

当移动台开机后，它首先要在空中接口上搜索以找到正确的频率，并依靠搜到的正确校正和同步频率，并将此频率锁定。

该频率载有广播信息和可能的寻呼信息。

若MS是第一次开机，在其数据存储器（SIM卡）中找不到原来的位置区识别码（LAI），它就立即要求接入网络，向MSC发送“位置更新请求”消息，通知GSM系统这是一个此位置区内的新客户，MSC根据客户发送的IMSI中H1H2H3，向该客户的归属的HLR发送“位置更新请求”，HLR记录发请求的MSC号码（即M1M2M3），并向MSC回送“位置更新请求”消息，至此MSC认为此MS已被激活，在VLR中对该客户对应的IMSI作“附着”标记，再向MS发送“位置更新证实”消息，MS的SIM卡记录此位置区识别码。

若MS不是第一次开机，而是关机后又开机，MS接受到的LAI（LAI是在空中接口上连续发送的广播信息的一部分）与它SIM卡中原来存储的LAI不一致，那么它也是立即向MSC发送“位置更新请求”，MSC要判断原有的LAI是否是自已服务区的位置，如判断为肯定，MSC只需对该MS的SIM卡原来的LAI改写成新的LAI码，并在MS的IMSI作“附着”标记即可；判断为否定，和第一次开机的情况是一样的。

2．2、MS关机。

（IMSIdetach）

从网络中“分离”。

当MS切断电源关机时，MS即向网络发送最后一条消息，其中包括分离处理请求，MSC接收到后，即通知VLR对该MSC对应的IMSI上作“分离”的标记，而HLR并没有得到该MS已脱离网络的通知。

当该MS被寻呼，HLR向MSC/VLR要漫游号码（MSRN）时，MSC/VLR通知HLR该客户已分离网络，不再需要发送寻找该客户的寻呼消息。

2．3、MS忙。

此时，无线网络分配给MS一个业务信道传送话务或数据，并在该MS标注客户“忙”。

2．4、周期性登记。

（Periodicregistration）

若MS向网络发送“IMSI分离”消息时，由于此时无线链路质量很能差，衰弱很能大，那么GSM系统有可能不能正确译码，这就意味着系统仍认为MS处于附着状态。

再如MS开着机，可移动到盲区，GSM系统也不知道，仍认为处于附着状态，此时该MS被寻呼，系统就会不断地出寻呼消息，无效地占用无线资源，为了解决上述问题，GSM系统采取了强制登记的措施。

例如要求MS每30分钟一次，这就是周期性登记。

这样，若GSM系统没有接收到某MS的周期性登记信息，它所处的VLR就以“隐分离”状态在该MS上做记录，只有当再次接收到正确的周期性登记信息后，将它改写成“附着”状态。

网络通过BCCH通知MS周期性登记的时间。

2．5、位置更新。

（Normallocationupdating）

MS从一个位置区移到另一个位置区时，必须进行登记，也就是说一旦MS发现其存储的LAI与接收到的LAI发生了变化，

便进行登记。

这个过程就叫“位置更新”。

主要有以下几种情形。

1）、不同MSC/VLR业务区间的位置更新。

2）、同MSC/VLR不同位置区的位置更新。

举例：

不同MSC/VLR业务区间的位置更新。

基站通过BCCH发送LAI，当MS发现SIM卡里存储的LAI和当前的LAI不一致时，它就做一次位置更新。

如果新的MSC/VLR不认识MS，新的MSC/VLR就必须从HLR获取用户数据和信息。

1）、MS向新MSC/VLR发起位置更新请求。

2）、新MSC/VLR分析手机的IMSI，找到其归属的HLR。

3）、新的MSC/VLR请求从HLR获取用户数据和信息。

4）、HLR把用户数据发送给新的MSC/VLR。

5）、同时旧的MSC/VLR删除MS的用户数据。

6）、新的MSC/VLR收到用户数据后，发位置更新证实信息给MS。

3、切换的概念及基本原理。

将一个正在呼叫建立状态或忙状态的MS转到新的业务信道上的过程称之为切换。

主要有以下几种情形：

1）、BSC内的切换（Intra-BSChandover）

2）、相同MSC/VLR业务区，不同的BSC间的切换。

（Inter-BSChandover）

3）、不同MSC间的切换。

（Inter-MSChandover）

为了决定是否需要切换及如何切换，系统要对来自MS和RBS的消息进行判断分析，这叫“定位”。

MS在通话过程中，会以每480ms发送测量报告给BSC，当前服务小区和相邻小区６个最好的小区的信号强度和信号质量等信息，BSC会决定是否需要切换，若BSC发现某邻近小区比当前小区好得多，就会发起切换。

举例：

A、BSC内的切换（Intra-BSChandover）

·MS在通话过程中，会以每480ms发送测量报告给BSC，当前服务小区和相邻小区６个最好的小区的信号强度和信号质量等信息，BSC会决定是否需要切换，若BSC发现某邻近小区比当前小区好得多，就会发起切换。

·一旦发起切换请求，BSC就会检查新小区是否有有效时隙，如果有，则通知新小区激活TCH.

·由BSC通知旧BTS发送相关消息如频率和要切换的时隙给MS,MS则切换到新的频点上。

·MS发送“切换完成”信息给新BTS，BSC收到“切换成功”的信息，同时通旧BTS去活旧的TCH。

这样，新的通话路线已经建立。

BSC内的切换（Intra-BSChandover），不需要MSC的参与，也不需要分配切换号码。

B、相同MSC/VLR业务区，不同的BSC间的切换。

（Inter-BSChandover）

1）、MS在通话过程中，会以每480ms发送测量报告给BSC，当前服务小区和相邻小区６个最好的小区的信号强度和信号质量等信息，BSC会决定是否需要切换，若BSC发现某邻近小区比当前小区好得多，就会向MSC发起“切换请求”，并把目标小区的CGI加进去。

2）、MSC根据自己的资料可以知道目标小区的CGI属于哪个BSC,并向目标BSC发起“切换请求”。

3）、目标BSC通知BTS激活无线资源。

4）、一旦无线资源激活，目标BSC将分配的无线资源如时隙和频率发送给MSC。

5）、MSC把以上信息传送给旧BSC。

6）、旧BSC通知MS切换到新的TCH.

7）、MS送切换信息。

8）、BTS收到MS的切换信息后，发送TA值和输出功率给MS.

9）、新BSC收到BTS的切换信息。

10）、信息传送到MSC,改变在GSS的通话路线。

11）、MSC通知旧BSC去活无线资源。

12）、BTS去活无线资源。

C、不同MSC间的切换。

（Inter-MSChandover）,可分为

·BasicHandover

·SubsequenthandoverbacktotheanchorMSC.

·SubsequenthandovertoathirdMSC

４、呼叫过程的基本原理

4.1、寻呼。

呼叫MS的路由到达该MS服务的MSC后，MSC即向MS发寻呼消息，这个消息在整个位置区内广播，这就是说位置区（LAI）内的所有基站都向MS发送寻呼消息，LAI内正在接收CCCH信息的被叫MS便会接收此寻呼消息并立即响应。

4.2、漫游.

移动中MS由于接收质量的原因，需要通过空中接口不时地改变与网络的连接，我们把这种能力称之为“漫游”。

4.3、移动台作主叫

1）、MS通过RACH向网络发第一条消息，即接入请求消息，MSC即分配它一专用信道，查看Ａ客户的类别并标注此客户忙。

若网络允许此MS接入网络，则MSC发证实接入请求消息。

2）、MS发呼叫建立消息及B客户号码，MSC根据此号码将主叫与被叫所在的MSC连通，并将被叫子号码送至被叫所在MSC（B客户为移动用户），或送到固定网（PSTN）中进行分析。

3）、一旦通往B客户的链路准备好，网络便向MS发呼叫建立证实，并将它分配专用业务信道TCH。

呼叫建立过程基本完成，MS等待B客户响应的证实消息。

4.4、移动台作被叫

TRAFFIC举例。

（话务和信令走向）

主叫用户为登记在GZG6局的广州用户，被叫用户为ZJG1局的湛江用户。

其呼叫的信令流程和话务流程为：

１）主叫发起呼叫给湛江用户。

２）主叫所在的MSC要寻找被叫所在的HLR，并要求HLR返回动态漫游号码（MSRN）。

３）由于主叫所在的MSC与HLR没有直达信令链，因此主叫所在的MSC通过广东的信令转接点来寻找HLR。

４）由于在HLR里放了被叫用户所在的MSC地址，因此HLR再去寻找被叫所在的ZJMSC并要求返回MSRN。

５）ZJMSC分配一个空闲的MSRN号码给回ZJHLR，ZJHLR连同被叫用户的业务数据一起返回给主叫所在的MSC。

６）主叫的MSC收到MSRN和用户数据以后，会根据动态漫游号码分析到被叫的MSC.

７）又由于没有与ZJMSC直达链路，因此要经过广东TR作话务转接到被叫MSC。

主叫用户为登记在广州MSC的广州用户，被叫用户为登记在北京MSC的北京用户。

其呼叫的信令流程和话务流程为：

１）主叫发起呼叫给北京用户。

２）主叫所在的MSC要寻找被叫所在的HLR，并要求HLR返回动态漫游号码（MSRN）。

３）由于主叫所在的MSC与HLR没有直达信令链，因此主叫所在的MSC通过广东和北京的信令转接点来寻找HLR。

４）由于在HLR里放了被叫用户所在的MSC地址，因此HLR再去寻找被叫所在的BJMSC并要求返回MSRN。

５）BJMSC分配一个空闲的MSRN号码给回BJHLR，BJHLR连同被叫用户的业务数据一起返回给主叫所在的MSC。

６）主叫的MSC收到MSRN和用户数据以后，会根据动态漫游号码分析到被叫的MSC.

７）又由于没有与BJMSC直达链路，因此要经过广东和北京的TMSC作话务转接到被叫MSC。

5、收、发短信的基本原理

SMS提供了一种文本通信的手段。

这种文本的特点是内容短，不超过160个字母、数字、或其它符号。

可以在GSM网络内或与网络以外其它类型的用户之间进行通信。

其方法是用服务中心（SMS-C）的方式来接收、存储和传递文本消息。

SMS不占话音设备。

它有两种基本业务：

1）、发往移动台的短消息。

（MT）

2）、来自移动台的短消息。

（MO）

举例：

１、MOBILEORIGINATEDSMS

1）、Ａ用户输入相关的地址及短信内容。

信息内容包括：

短信地址、被叫号码和内容。

送给MSC。

２）、Ａ用户所在MSC对短信地址进行分析，找到SC。

３）、SC收到MSC送来的信息（短信内容，被叫号码等）后，将之存储起来，以进行下一步的分析和处理。

４）、SC正确收到信息后，发确认信息给MSC。

同时MSC将确认信息给MS。

2）、MOBILETERMINATEDSMS

１）、SC将被叫号码送给SMS-GMSC，由SMS-GMSC根据被叫号码进行分析，找到HLR。

２）、HLR根据目前MS所在的MSC/VLR的地址送给SMS-GMSC。

３）、SMS-GMSC再对MSC/VLR的地址进行分析，以找到MSC/VLR，并将信息内容传送给MSC。

４）、MSC录呼MS，若MS响应，则将短信内容传送给MS。

５）、若MS收到短信，向MSC回送确认信号。

６）、MSC把确认信号回送给SC。

SC删除信息内容。

７）、若MSC呼叫不成功，则MSC把呼叫不成功的信息告诉SC，SC将相关寄存器置标记“１”，并向HLR汇报。

８）、HLR将SC的地址和IMSI放在WAITINGLIST里，一旦某个MSC向HLR汇报MS的情况时，HLR会通知SC再次发短信给该MS。

同时把寄存器清零。